高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一 酶的作用和本质课前预习课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一 酶的作用和本质课前预习课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了化学反应，新知一酶的作用，化学反应的活化能，新知三酶的本质，蛋白质，RNA，答案B等内容，欢迎下载使用。

结合教材中“问题探讨”和“探究·实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解”,概述细胞代谢的概念及酶在细胞代谢中的作用和作用机理。 1.细胞代谢。 _____中每时每刻都进行着许多_________,统称为细胞代谢。 2.酶在细胞代谢中的作用。
新知一　酶的作用
活跃 状态
新知二　比较过氧化氢在不同条件下的分解
Fe3+
过氧化氢酶
3.思考。 (1)与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?
放在90℃左右的水浴中加热
提示:2号试管有气泡产生,这一现象说明加热能促进H2O2的分解,提高反应速率。
(2)3号和4号试管未经加热,也有气泡产生,这说明什么? 提示:说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝研磨液中的过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率。 (3)3号试管和4号试管相比,哪支试管中的反应速率快?这说明什么? 提示:4号试管中的反应速率比3号试管快得多,这说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 (4)该实验能得出什么结论? 提示:过氧化氢酶具有催化作用,且催化效率远远高于无机催化剂。
新知三　酶的本质
分析教材中“思考·讨论：关于酶本质的探索”的内容,并阅读教材其他相关内容,阐明酶的本质,认同科学是在不断地探索和争论中前进的,伟大的科学家也会有认识上的局限性。 1.关于酶本质的探索。
2.酶的本质。大多数酶是_______,少数酶是______。
1.斯帕兰札尼的实验中,为什么要将肉块放在金属笼内?该实验得出的结论是什么? 提示:排除物理性消化对实验结果的影响。食物在胃中的消化,靠的是胃液中的某种物质。 2.下图为酶作用机理的示意图,结合图示,回答下列问题。
探究一 酶的作用
(1)图中表示有酶参与时的活化能是　　　。 (2)若加入无机催化剂,反应的活化能是h3,则h3和h1、h2的关系是什么? 提示:h2酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析(1)有效性实验。
①实验设计思路
②实验结果分析:根据底物性质,利用相应试剂检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。 (2)高效性实验。 ①实验设计思路
②实验结果分析:实验组的底物分解速率应大于对照组的。
【例1】酶具有极强的催化功能,其原因是(　　)A.增加了反应物之间的接触面积B.降低了反应的活化能C.提高了反应的活化能D.酶提供了使反应开始所必需的能量
【例2】(2021·广东汕头)酶的作用是降低化学反应的活化能。下图中,①表示有酶催化的反应曲线,②表示无酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能。下列图解正确的是(　　)
A B C D
解析:酶可以有效降低化学反应所需的活化能,以保证细胞内的反应在常温、常压下高效地进行,酶降低的活化能=没有酶催化时化学反应所需的能量-有酶催化时化学反应所需的能量,C项符合题意,A、B、D三项不符合题意。答案:C
【情境迁移】 塑料垃圾污染是令世界各国头疼的问题,这是因为塑料制品的主要原料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)需要很长时间才能自然降解。科学家在一次实验中意外生成了一种酶,可以有效地将PET降解,有望成为未来治理塑料垃圾污染的“利器”。 (1)PET需要很长时间才能自然降解,从酶的角度分析,可能的原因是什么? 提示:自然界中的微生物缺少分解该塑料的酶。 (2)这种分解塑料的酶的作用机理是什么? 提示:降低化学反应的活化能。
1.实验中使用的肝必须是新鲜的,并且要研磨充分,为什么? 提示:肝如果不新鲜,肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解。研磨充分有利于肝细胞中的过氧化氢酶充分释放。 2.滴入肝研磨液和FeCl3溶液时,能不能共用一个滴管?为什么? 提示:不能。防止滴入的FeCl3溶液中含少量肝研磨液而影响实验结果的准确性。
探究二 比较过氧化氢在不同条件下的分解
科学方法——控制变量和设计对照实验 (1)变量(以“比较过氧化氢在不同条件下的分解” 实验为例)。
(2)对照实验(以“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验为例)。 ①含义:除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验。
②设置对照组的目的是排除无关变量对实验结果的干扰。 (3)对照实验中变量的处理。 ①人为改变自变量。 ②严格控制无关变量(对照组和实验组中无关变量相同且适宜)。 ③观察、比较因变量。
【例3】下图所示为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验过程,有关分析合理的是(　　)
A.本实验自变量是催化剂的种类B.本实验的无关变量有温度和过氧化氢的用量等C.1号和4号试管对照可说明酶具有催化作用D.3号和4号试管对照可说明酶具有专一性
解析:本实验的自变量是温度或催化剂的种类,A项错误;本实验的温度是自变量,B项错误;1号与4号试管对照,自变量是是否有酶,可说明酶具有催化作用,C项正确;3号和4号试管对照,自变量是催化剂的种类,可说明酶的催化作用具有高效性,D项错误。答案:C
【例4】下图中新鲜土豆片与质量分数为3%的H2O2溶液接触后,产生的现象及推测错误的是(　　)
A.若有大量气体产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B.若增加新鲜土豆片的数量,产生气体的速率加快C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
解析:过氧化氢酶能将H2O2高效水解,产生大量气泡,所以若有大量气体产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶,A项正确；如果增加新鲜土豆片的数量,相当于增加酶的含量,所以产生气体的速率加快,B项正确；一段时间后气体量不再增加是因为H2O2溶液的量是有限的,C项错误；为了保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量,D项正确。答案:C
1.在酶本质的探索过程中,法国微生物学家巴斯德提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希则坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 (1)巴斯德与李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?
探究三 酶的本质
提示:巴斯德认为发酵与活细胞有关,是合理的;认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用,是不正确的。李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质,是合理的;认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用,是不正确的。 (2)巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么?这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用? 提示:巴斯德是微生物学家,特别强调生物体或细胞的作用;李比希是化学家,倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究目标集中在他们争论的焦点上,使科学研究更加有的放矢。
2.请结合科学家的探索过程,给酶下一个比较完整的定义。 提示:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。 3.结合酶的本质分析,酶的基本组成单位和主要合成场所分别是什么? 提示:酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,主要合成场所是核糖体或细胞核。
【例5】(2022·广东深圳)德国化学家毕希纳把酵母细胞放在石英砂里用力研磨。加水搅拌再进行过滤,得到不含酵母菌细胞的提取液,在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡且有酒味出现,他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。以下分析错误的是(　　)A.酿酶能够与双缩脲试剂反应呈紫色B.酵母菌细胞被研磨破裂后酿酶依然有活性C.汁液中产生酒味的原因是提取液中含有酵母菌体内进行无氧呼吸的酶D.酵母菌发酵产物可用酸性重铬酸钾检测,颜色由蓝变绿再变黄
解析:酿酶的化学本质是蛋白质,蛋白质能够与双缩脲试剂反应呈紫色,A项正确;在不含酵母菌细胞的提取液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡且有酒味出现,说明酵母菌细胞被研磨破裂后酿酶依然有活性,B项正确;汁液中有酒味的原因是提取液中含有酵母菌体内进行无氧呼吸的酶,C项正确;酵母菌细胞进行酒精发酵,其产物二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液试剂由蓝变绿再变黄,酒精使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色,D项错误。答案:D
【例6】科学家发现了一种RNase P酶,由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明(　　)A.RNA具有生物催化作用B.酶是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质是蛋白质D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA答案:A